EP1156294A2 - Wärmeaustauscherrohr zur Verdampfung mit unterschiedlichen Porengrössen - Google Patents

Wärmeaustauscherrohr zur Verdampfung mit unterschiedlichen Porengrössen Download PDF

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EP1156294A2
EP1156294A2 EP01111034A EP01111034A EP1156294A2 EP 1156294 A2 EP1156294 A2 EP 1156294A2 EP 01111034 A EP01111034 A EP 01111034A EP 01111034 A EP01111034 A EP 01111034A EP 1156294 A2 EP1156294 A2 EP 1156294A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pores
tube
ratio
teeth
notched disk
Prior art date
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Granted
Application number
EP01111034A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1156294B1 (de
EP1156294A3 (de
Inventor
Karine Brand
Andreas Dr. Beutler
Manfred Knab
Gerhard Dr. Schüz
Andreas Schwitalla
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Wieland Werke AG
Original Assignee
Wieland Werke AG
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Publication date
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Publication of EP1156294A3 publication Critical patent/EP1156294A3/de
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Publication of EP1156294B1 publication Critical patent/EP1156294B1/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/18—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by applying coatings, e.g. radiation-absorbing, radiation-reflecting; by surface treatment, e.g. polishing
    • F28F13/185—Heat-exchange surfaces provided with microstructures or with porous coatings
    • F28F13/187—Heat-exchange surfaces provided with microstructures or with porous coatings especially adapted for evaporator surfaces or condenser surfaces, e.g. with nucleation sites
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/4935—Heat exchanger or boiler making
    • Y10T29/49391—Tube making or reforming

Definitions

  • the invention relates to a metallic heat exchange tube, in particular for Evaporation of liquids from pure substances or mixtures on the outside of the pipe, according to the preamble of claim 1.
  • Tube heat exchangers are often used in technology used in which liquids of pure substances or mixtures Evaporate on the outside of the pipe and a brine on the inside of the pipe or cool water. Such devices are referred to as flooded evaporators.
  • the present invention relates to structured tubes in which the Heat transfer coefficient is intensified on the outside of the pipe. Because of this the main part of the thermal resistance is often on the inside is shifted, the heat transfer coefficient on the inside in the Usually also be intensified.
  • Heat exchanger tubes for shell and tube heat exchangers usually have at least one structured area as well smooth end pieces and possibly smooth intermediate pieces. The smooth end or Intermediate pieces limit the structured areas. So that the pipe easily can be installed in the shell and tube heat exchanger, the outer The diameter of the structured areas must not be larger than the outer diameter of the smooth end and intermediate pieces.
  • Fins are finned under integrally rolled finned tubes
  • Pipes understood in which the fins are made of the wall material of a smooth pipe were formed.
  • Various methods are known with which the channels located between adjacent ribs are closed in such a way that connections between channel and environment in the form of pores or slits stay. These can be used to transport liquid and steam.
  • such essentially closed channels are made by bending or folding the rib (US 3,696,861, US 5,054,548), by splitting and Compression of the rib (DE 2,758,526, US 4,577,381), and by notching and compression the rib (US 4,660,630, EP 0.713.072, US 4,216,826).
  • JP-OS 63-172.892 describes a method with which separate, large and small cavities are generated. This happens through Widen the rolled rib channels at regular intervals. The single ones Cavities are connected to the outside by pores of different sizes; however, large and small cavities are separated.
  • the goal of the JP-OS 63-172.892 is the creation of a structure with different heating surface loads, expressed by wall overheating, work consistently should. The large cavities and pores are intended to prevent the wall from overheating Ensure heat transfer, the small cavities and Pores, however, when the wall overheats. This approach sets again again ahead that a pore size for a given Operating condition (heating surface load, saturation conditions, evaporating Fabric) is optimal.
  • JP-OS 54-16.766 a heat exchanger surface with large and proposed small pore openings, the pores being arranged so that all the large pores on one side of the tube and all the small pores on the the other side of the pipe.
  • a tube is for the horizontal Installation in a tube bundle provided. However, the installation must be so that the large pores face up and the small pores face down are directed. The liquid is then sucked in through the small pores Steam expelled up through the large pores.
  • a predetermined orientation is in the case of large series production of Heat exchangers not feasible, since the pipes are usually through a Rolling process are connected to the apparatus and this rolling process the tube rotates around its axis by an uncontrollable angle.
  • the invention has for its object a heat exchanger tube of the above Kind with improved properties regarding heat transfer Evaporation of substances on the outside of the pipe.
  • the heat transfer properties are aimed at the properties of the substance to be evaporated and be adaptable to the operating state.
  • the size of a single pore can be precisely defined and measured. Due to the manufacturing process and due to tolerances in material and Tool, two arbitrarily selected pores practically never have the same shape and Size.
  • the pore size is subject to statistical fluctuations. It is therefore makes sense to divide the pores into size classes according to their size, whereby the pores are grouped around frequency maxima with a finite distribution width. Different sized pores in the sense of the invention should then exist if in the frequency diagram according to FIG. 5 the abscissa values are more adjacent Maxima of the frequency distribution by at least 50% of the smallest pore class distinguish the corresponding abscissa value.
  • a suitable image processing system consisting of an optical image acquisition unit and a digital evaluation unit, is used, for example, to determine the pore size and frequency distribution by measurement.
  • the pipe surface is captured photographically and the image sorted in grayscale. By appropriately choosing a gray value threshold, the image of the pipe surface is broken down into pore areas and areas of metallic surface. The pore areas are then geometrically measured and digitally evaluated.
  • FIG. 5 shows the frequency distribution of the pore size determined using a system of this type on a tube pattern according to the invention (cf. the numerical example discussed later).
  • the pore size is characterized by the area of the pore opening, measured in ⁇ m 2 . Two maxima can be seen in the histogram.
  • the class of small pores is grouped around the maximum at a pore area A k
  • the class of large pores is grouped around the maximum at a pore area A g .
  • the values A g and A k can thus be interpreted as the average pore size of the two pore classes.
  • the frequency ratio N k / N g (number N k of small pores to number N g of large pores) is denoted by m.
  • the channels located between the ribs are through Material of the upper rib areas essentially closed, the so emerging voids are connected to the surrounding space by pores.
  • These pores are designed to be of typically two size classes can be classified. According to a regular, repeating scheme follow a certain number of small pores along the channels or several large pores. This structure creates a directional flow in the channels. Liquid is supported through the small pores of capillary pressure is drawn in and wets the channel walls, creating thin films be generated. The steam accumulates in the center of the channel and escapes at the points with the lowest capillary pressure.
  • the size ratio A g / A k and the frequency distribution m of the pores are selected so that the steam can escape without too much liquid penetrating into the channels and flooding them, which would bring the thermally very effective thin-layer evaporation to a standstill.
  • the vapor pores must be chosen large enough that the vapor is not backed up in the pores.
  • Claim 4 is directed to the ratio F k / F g .
  • the ratio of the total opening areas must be matched to the properties of the medium used at the operating point.
  • This ratio should be proportional to the square root of the density ratio of vapor ⁇ D and liquid ⁇ FI : F k F G ⁇ ⁇ D ⁇ Fl
  • the pore structure is related to the properties of the substance used as well as the Operating state, in particular the pressure, adjustable.
  • the invention further relates to a method for producing the invention Heat exchange tube.
  • the method according to the invention is characterized in that that the notch by large and small arranged on the circumference of the notched disk Teeth is effected; the notched rib tips are up to by radial pressure compressed to the level of the notch.
  • Claims 7 to 12 relate to preferred embodiments of the device.
  • the integrally rolled finned tube 1 according to FIGS. 1 and 2 has, on the outside of the tube, ribs 2 running helically, between which a groove 3 is formed. Material of the rib tips 2 'is shifted in such a way that the rib interspaces are closed with the formation of channels 4 except for large pores 5 (area A g ) and small pores 6 (area A k ).
  • the channels 4 run around with a substantially uniform cross section.
  • the finned tube 1 according to the invention is produced by a rolling process (see US Pat. Nos. 1,865,575 / 3,327,512) by means of those shown in FIG Contraption.
  • the tool holder 7 are radially adjustable.
  • the smooth tube 1 'entering the device in the direction of the arrow is replaced by the Circumferentially arranged, driven rolling tools 8 set in rotation, wherein the axes of the rolling tools 8 run obliquely to the tube axis.
  • the rolling tools 8 consist of several side by side in a manner known per se arranged roller disks 11, the diameter of which increases in the direction of the arrow.
  • the Centrally arranged rolling tools 8 form the helical shape circumferential ribs 2 from the tube wall of the smooth tube 1 ', the smooth tube 1 'is supported here by a roll dome 12.
  • the notched disk 9 shown in FIG. 3 three identical ones follow each small teeth 14 a large tooth 13.
  • the notched rib tips are compressed by the compression roller 10, whereby two pore classes, namely the large pores 5 and the small ones Pores 6 arise.
  • the large pores 5 are formed at the points which the large teeth 13 of the notched disk 9 have left their imprint.
  • the width b at the tip of the small teeth 14 is also the width B entered at the tip of the large teeth 13 and the flank angle ⁇ indicated.
  • the phase change from liquid to vapor does not then occur Bubble evaporation, but by thin-film evaporation on the channel walls 15.
  • the pore system has two different tasks. The liquid must first be placed in the pipe surface under the outer surface Channels 4 are transported into it. After evaporation, the resultant Steam 17 can escape to the outside.
  • in the channels 4 have a higher pressure than in the exterior. This overpressure is corresponding to the vapor pressure curve of the medium to be evaporated by the Overtemperature of the pipe wall set.
  • ⁇ means the surface tension and r the radius of curvature of the meniscus surface.
  • the radius of curvature r depends on the contact angle ⁇ and the pore shape.
  • the following applies to pores 5, 6 with a circular cross section and pore radius R p : p k 2 ⁇ ⁇ ⁇ cos ⁇ R p
  • the screw-like circumferential channels 4 have a pitch of 0.5 mm and a total height of 0.75 mm.
  • the outer diameter of the tube 1 is approx. 19 mm.
  • FIG. 3 shows a schematic illustration of such a notched disk 9.
  • No. Score division t Flank angle ⁇ Width b Width B Frequency ratio m 1 0.50 mm 25 ° 0.20 - - 2 0.50 mm 25 ° 0.20 0.40 8: 1 3rd 0.50 mm 25 ° 0.20 0.60 8: 1
  • the effect on the external heat transfer coefficient depending on the The heating surface load is exemplary for the refrigerant R-22 at a saturation temperature of 14.4 ° C shown in Figure 6.
  • FIG. 5 shows the frequency distribution of the pore size determined on the tube pattern according to the invention.
  • the US-PS 4,729,155 relates to adjacent channels through smaller transverse openings are interconnected.
  • the present invention refers to closed channels in which a directional flow is present as described above. Cross connections between the channels lead to a disturbance of the directional flow and are therefore not for this concept useful.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Wärmeaustauschrohr (1), insbes. Verdampferrohr, mit auf der Rohraußenseite umlaufenden Rippen (2), die unter Ausbildung im wesentlichen abgeschlossener Kanäle (4) verformt sind. Die Kanäle (4) sind nach außen durch Poren (5, 6) mit mindestens zwei unterschiedlichen Größen geöffnet. Zur Verbesserung der Verdampfungseigenschaften werden erfindungsgemäß vorteilhafte Bereiche für das Verhältnis der Porengrößen und das Verhältnis der Porenanzahl vorgeschlagen (Fig. 1). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein metallisches Wärmeaustauschrohr, insbesondere zur Verdampfung von Flüssigkeiten aus Reinstoffen oder Gemischen auf der Rohraußenseite, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Verdampfung tritt in vielen Bereichen der Kälte- und Klimatechnik sowie in der Prozess- und Energietechnik auf. In der Technik werden häufig Rohrbündelwärmeaustauscher verwendet, in denen Flüssigkeiten von Reinstoffen oder Mischungen auf der Rohraußenseite verdampfen und dabei auf der Rohrinnenseite eine Sole oder Wasser abkühlen. Solche Apparate werden als überflutete Verdampfer bezeichnet.
Durch die Intensivierung des Wärmeübergangs auf der Rohraußen- und der Rohrinnenseite lässt sich die Größe der Verdampfer stark reduzieren. Hierdurch nehmen die Herstellungskosten solcher Apparate ab. Außerdem sinkt die notwendige Füllmenge an Kältemittel, die bei den heute überwiegend verwendeten chlorfreien Sicherheitskältemitteln einen nicht zu vernachlässigenden Kostenanteil an den gesamten Anlagekosten ausmachen kann. Bei toxischen oder brennbaren Kältemitteln lässt sich durch eine Reduktion der Füllmenge ferner das Gefahrenpotential herabsetzen. Die heute üblichen Hochleistungsrohre sind etwa um den Faktor drei leistungsfähiger als glatte Rohre gleichen Durchmessers.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf strukturierte Rohre, bei denen der Wärmeübergangskoeffizient auf der Rohraußenseite intensiviert wird. Da hierdurch der Hauptanteil des Wärmedurchgangswiderstandes häufig auf die Innenseite verlagert wird, muss der Wärmeübergangskoeffizient auf der Innenseite in der Regel ebenfalls intensiviert werden. Wärmeaustauscherrohre für Rohrbündelwärmeaustauscher besitzen üblicherweise mindestens einen strukturierten Bereich sowie glatte Endstücke und eventuell glatte Zwischenstücke. Die glatten End- bzw. Zwischenstücke begrenzen die strukturierten Bereiche. Damit das Rohr problemlos in den Rohrbündelwärmeaustauscher eingebaut werden kann, darf der äußere Durchmesser der strukturierten Bereiche nicht größer sein als der äußere Durchmesser der glatten End- und Zwischenstücke.
Zur Erhöhung des Wärmeüberganges bei der Verdampfung wird der Vorgang des Blasensiedens intensiviert. Es ist bekannt, dass die Bildung von Blasen an Keimstellen beginnt. Diese Keimstellen sind meist kleine Gas- oder Dampfeinschlüsse. Solche Keimstellen lassen sich bereits durch Aufrauen der Oberfläche erzeugen. Wenn die anwachsende Blase eine bestimmte Größe erreicht hat, löst sie sich von der Oberfläche ab. Wenn im Zuge der Blasenablösung die Keimstelle durch nachströmende Flüssigkeit geflutet wird, wird u.U. der Gas- bzw. Dampfeinschluss durch Flüssigkeit verdrängt. In diesem Fall wird die Keimstelle inaktiviert. Dies lässt sich durch eine geeignete Gestaltung der Keimstellen vermeiden. Hierzu ist es notwendig, dass die Öffnung der Keimstelle kleiner ist als die darunterliegende Kavität, wie z.B. bei hinterschnittenen Strukturen.
Es ist Stand der Technik, derartige Strukturen auf der Basis von integral gewalzten Rippenrohren herzustellen. Unter integral gewalzten Rippenrohren werden berippte Rohre verstanden, bei denen die Rippen aus dem Wandungsmaterial eines Glattrohres geformt wurden. Hierbei sind verschiedene Verfahren bekannt, mit denen die zwischen benachbarten Rippen befindlichen Kanäle derart verschlossen werden, daß Verbindungen zwischen Kanal und Umgebung in Form von Poren oder Schlitzen bleiben. Durch diese kann der Transport von Flüssigkeit und Dampf erfolgen. Insbesondere werden solche im wesentlichen geschlossene Kanäle durch Umbiegen oder Umlegen der Rippe (US 3.696.861, US 5.054.548), durch Spalten und Stauchen der Rippe (DE 2.758.526, US 4.577.381), und durch Kerben und Stauchen der Rippe (US 4.660.630, EP 0.713.072, US 4.216.826) erzeugt.
Die bekannten Schutzrechte zielen darauf ab, eine möglichst gleichmäßige, definierte Kanal- und Porengröße zu erzeugen. In der US-PS 5.054.548 werden je nach dem zu verdampfenden Medium (Hochdruck- oder Niederdruck-Kältemittel) unterschiedlich große optimale Porengrößen angegeben. Diese Betrachtung setzt voraus, dass das Porensystem am besten aus gleich großen Poren aufgebaut wird.
In der JP-OS 63-172.892 wird eine Methode beschrieben, mit der voneinander abgeschlossene, große und kleine Kavitäten erzeugt werden. Dies geschieht durch Aufweiten der gewalzten Rippenkanäle in regelmäßigen Abständen. Die einzelnen Kavitäten sind durch verschieden große Poren mit dem Außenraum verbunden; große und kleine Kavitäten sind jedoch voneinander getrennt. Das Ziel der JP-OS 63-172.892 ist die Schaffung einer Struktur, die bei unterschiedlichen Heizflächenbelastungen, ausgedrückt durch die Wandüberhitzung, gleichbleibend funktionieren soll. Die großen Kavitäten und Poren sollen bei hoher Wandüberhitzung den Wärmeübergang sicherstellen, die hiervon abgetrennten kleinen Kavitäten und Poren hingegen bei kleiner Wandüberhitzung. Diese Betrachtungsweise setzt ebenfalls wieder voraus, dass jeweils eine Porengröße für einen gegebenen Betriebszustand (Heizflächenbelastung, Sättigungsbedingungen, verdampfender Stoff) optimal ist. Die Aufweitung der Rippengänge wird durch eine gezahnte Scheibe erreicht, die dicker ist als die Kanalbreite zwischen den Rippen. Hierdurch werden die Rippen an der Aufweitungsstelle nach beiden Seiten weit auseinandergedrückt. In der Folge werden die beiden benachbarten Kanäle an dieser Stelle verschlossen, wodurch einzelne voneinander abgetrennte Kavitäten entstehen. An der Aufweitungsstelle entsteht eine im Verhältnis sehr große Öffnung.
In der JP-OS 54-16.766 wird eine Wärmeübertrageroberfläche mit großen und kleinen Porenöffnungen vorgeschlagen, wobei die Poren so angeordnet sind, daß sich alle großen Poren auf einer Seite des Rohres und alle kleinen Poren auf der anderen Seite des Rohres befinden. Ein derartiges Rohr ist für den horizontalen Einbau in einen Rohrbündelapparat vorgesehen. Der Einbau muß jedoch so erfolgen, daß die großen Poren nach oben und die kleinen Poren nach unten gerichtet sind. Die Flüssigkeit wird dann durch die kleinen Poren eingesaugt, der Dampf nach oben durch die großen Poren ausgestoßen. Ein derartiger Einbau in einer vorgegebenen Orientierung ist jedoch bei einer Großserienfertigung von Wärmeübertragern nicht durchführbar, da die Rohre üblicherweise durch einen Einwalzvorgang mit dem Apparat verbunden werden und bei diesem Einwalzvorgang das Rohr um ein unkontrollierbares Winkelmaß um seine Achse rotiert. Ferner ist zu berücksichtigen, daß bei diesem Rohrkonzept aus strömungstechnischen Gründen die Kanäle ein sehr großes Volumen besitzen müssen. Dies bedingt nachteilig hohe Rohrgewichte und eine große Schichtdicke der Außenstruktur. Letztgenanntes führt zu einem kleinen inneren Rohrquerschnitt und somit zu unerwünscht hohem Druckabfall des rohrseitig strömenden Mediums.
US 5.597.039 (bzw. US-PS 5.896.660) beschreibt ein Verdampferrohr mit umgebogenen Rippenspitzen, wobei die Rippenspitzen vor dem Umbiegen mit Kerben versehen werden. Hierbei haben jeweils benachbarte Kerben einer Rippe unterschiedliche Form und/oder Größe, so daß ein System von unterschiedlichen Porenöffnungen entsteht. Als entscheidend wird dabei angesehen, daß unmittelbar benachbarte Öffnungen unterschiedlich groß sind. Je nach Betriebszustand, ausgedrückt durch die Heizflächenbelastung, wird die für den Betriebszustand günstigste Porensorte aktiviert sein. Die vielen unterschiedlichen Poren dienen dazu, dem Rohr über einen weiten Bereich von Betriebszuständen gute Verdampfungseigenschaften zu verleihen. Die jeweils nicht aktiven Poren tragen jedoch nicht zum Verdampfungsprozeß bei. Sie reduzieren hingegen die Dichte der aktiven Blasenkeimstellen und können damit die Wärmeübertragungseigenschaften des Rohres sogar verschlechtern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wärmeaustauscherrohr der genannten Art mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich der Wärmeübertragung bei Verdampfung von Stoffen auf der Rohraussenseite zu erzeugen. Die Wärmeübertragungseigenschaften sollen auf die Eigenschaften des zu verdampfenden Stoffs sowie auf den Betriebszustand anpassbar sein.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Die Größe einer einzelnen Pore ist exakt definierbar und messtechnisch erfassbar. Aufgrund des Herstellungsverfahrens und bedingt durch Toleranzen in Material und Werkzeug haben zwei beliebig gewählte Poren praktisch nie die gleiche Form und Größe. Die Porengröße unterliegt statistischen Schwankungen. Es ist deshalb sinnvoll, die Poren entsprechend ihrer Größe in Größenklassen einzuteilen, wobei sich die Poren mit einer endlichen Verteilungsbreite um Häufigkeitsmaxima gruppieren. Unterschiedlich große Poren im Sinne der Erfindung sollen dann vorliegen, wenn sich im Häufigkeitsdiagramm nach Fig. 5 die Abszissenwerte benachbarter Maxima der Häufigkeitsverteilung um mindestens 50% des zur kleinsten Porenklasse gehörenden Abszissenwerts unterscheiden.
Zur messtechnischen Bestimmung von Porengröße und -häufigkeitsverteilung wird beispielsweise ein geeignetes Bildverarbeitungssystem, bestehend aus optischer Bilderfassungeinheit und digitaler Auswertungseinheit, benutzt. Die Rohroberfläche wird fotografisch erfaßt und das Bild in Graustufen sortiert. Durch geeignete Wahl einer Grauwertschwelle wird das Bild der Rohroberfläche in Porenbereiche und Bereiche metallischer Oberfläche zerlegt. Die Porenbereiche werden dann geometrisch vermessen und digital ausgewertet. In Figur 5 ist die mittels eines derartigen Systems an einem erfindungsgemäßen Rohrmuster ermittelte Häufigkeitsverteilung der Porengröße dargestellt (vgl. das später behandelte Zahlenbeispiel). Die Porengröße ist durch die Fläche der Porenöffnung, gemessen in µm2, charakterisiert. Man erkennt im Histogramm zwei Maxima. Die Klasse der kleinen Poren gruppiert sich um das Maximum bei einer Porenfläche Ak, die Klasse der großen Poren gruppiert sich um das Maximum bei einer Porenfläche Ag. Die Werte Ag und Ak können damit jeweils als die mittlere Porengröße der beiden Porenklassen interpretiert werden. Das Häufigkeitsverhältnis Nk/Ng (Anzahl Nk der kleinen Poren zur Anzahl Ng der großen Poren) wird mit m bezeichnet.
Gemäß der Erfindung werden die zwischen den Rippen befindlichen Kanäle durch Material der oberen Rippenbereiche im wesentlichen verschlossen, wobei die so entstehenden Hohlräume durch Poren mit dem umgebenden Raum verbunden sind. Diese Poren sind so gestaltet, daß sie in typischerweise zwei Größenklassen eingeteilt werden können. Nach einem regelmäßigen, sich wiederholenden Schema folgen entlang der Kanäle auf jeweils eine bestimmte Anzahl kleiner Poren eine oder mehrere große Poren. Durch diese Struktur wird eine gerichtete Strömung in den Kanälen erzeugt. Flüssigkeit wird durch die kleinen Poren mit Unterstützung des Kapillardrucks eingezogen und benetzt die Kanalwände, wodurch dünne Filme erzeugt werden. Der Dampf sammelt sich im Zentrum des Kanals an und entweicht an den Stellen mit dem geringsten Kapillardruck.
Dies sind die in bestimmten Abständen angeordneten großen Poren. Größenverhältnis Ag/Ak und Häufigkeitsverteilung m der Poren sind so gewählt, dass der Dampf entweichen kann, ohne dass zu viel Flüssigkeit in die Kanäle eindringt und diese flutet, wodurch die wärmetechnisch sehr effektive Dünnschichtverdampfung zum Erliegen käme. Andererseits müssen die Dampfporen groß genug gewählt werden, dass der Dampf nicht in den Poren zurückgestaut wird.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 4. Insbes. Anspruch 4 ist auf das Verhältnis Fk/Fg gerichtet.
Für das Verhältnis der gesamten Öffnungsflächen Fk aller kleinen Poren zur gesamten Öffnungsfläche Fg aller großer Poren gilt:
Figure 00070001
Das Verhältnis der gesamten öffnungsflächen muß auf die Eigenschaften des verwendeten Mediums am Betriebspunkt abgestimmt sein. Hierbei ist bei der Auslegung der Porengeometrie insbesondere zu berücksichtigen, daß dieses Verhältnis proportional zur Quadratwurzel aus dem Dichteverhältnis von Dampf ρD und Flüssigkeit ρFI sein sollte: Fk Fg ∼ ρ D ρ Fl
Damit ist die Porenstruktur an die Eigenschaften des verwendeten Stoffs sowie den Betriebszustand, insbesondere die Drucklage, anpassbar.
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Wärmeaustauschrohres.
Ausgehend von dem Verfahren nach der US-PS 5.896.660 gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 5 ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß die Kerbung durch am Umfang der Kerbscheibe angeordnete große und kleine Zähne bewirkt wird; die gekerbten Rippenspitzen werden durch radialen Druck bis auf das Niveau der Kerbung gestaucht.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6 ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kerbscheibe am Umfang in regelmäßiger Anordnung kleine und große Zähne aufweist, wobei jeweils auf eine bestimmte Anzahl kleiner Zähne ein großer Zahn oder mehrere große Zähne folgen und wobei das Verhältnis der Anzahl kleiner Zähne zur Anzahl großer Zähne m = 12:1 bis 1:5 beträgt; auf die Kerbscheibe folgt eine Stauchrolle.
(Das Verhältnis ist naturgemäß identisch mit m = Nk/Ng.)
Die Ansprüche 7 bis 12 betreffen bevorzugte Ausführungsformen der Vorrichtung.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigt:
Figur 1
schematisch die Oberfläche eines erfindungsgemäßen Wärmeaustauschrohres mit zwei Porenklassen,
Figur 2
eine Vorrichtung zur Herstellung des Wärmeaustauschrohres,
Figur 3
den Teilausschnitt einer Kerbscheibe,
Figur 4
schematisch die gerichtete Dampfströmung entlang eines Rippenkanals,
Figur 5
beispielhaft die Häufigkeitsverteilung von großen und kleinen Poren,
Figur 6
den Wärmeübergangskoeffizienten auf der Rohraußenseite als Funktion der Heizflächenbelastung für drei unterschiedlich gestaltete Porensysteme.
Das integral gewalzte Rippenrohr 1 nach Figuren 1 und 2 weist auf der Rohraußenseite schraubenlinienförmig umlaufende Rippen 2 auf, zwischen denen eine Nut 3 gebildet ist. Material der Rippenspitzen 2' ist derart verlagert, dass die Rippenzwischenräume unter Ausbildung von Kanälen 4 bis auf große Poren 5 (Fläche Ag) und kleine Poren 6 (Fläche Ak) geschlossen werden. Die Kanäle 4 laufen mit im wesentlichen gleichförmigem Querschnitt um.
Die Herstellung des erfindungsgemäßen Rippenrohres 1 erfolgt durch einen Walzvorgang (vgl. US-PSen 1.865.575 / 3.327.512) mittels der in Figur 2 dargestellten Vorrichtung.
Es wird eine Vorrichtung verwendet, die aus n = 3 Werkzeughaltern 7 besteht, in die jeweils ein Walzwerkzeug 8 und mindestens eine nachgeschaltete Kerbscheibe 9 und eine Stauchrolle 10 integriert sind (in Figur 2 ist nur ein Werkzeughalter 7 dargestellt. Es können aber beispielsweise vier oder mehr Werkzeughalter 7 verwendet werden). Die Werkzeughalter 7 sind jeweils um α = 360 °/n versetzt am Umfang des Rippenrohres angeordnet. Die Werkzeughalter 7 sind radial zustellbar.
Sie sind ihrerseits in einem ortsfesten (nicht dargestellten) Walzkopf angeordnet (nach einer anderen Variante wird das Rohr bei sich drehendem Walzkopf lediglich axial vorgeschoben).
Das in Pfeilrichtung in die Vorrichtung einlaufende Glattrohr 1' wird durch die am Umfang angeordneten, angetriebenen Walzwerkzeuge 8 in Drehung versetzt, wobei die Achsen der Walzwerkzeuge 8 schräg zur Rohrachse verlaufen. Die Walzwerkzeuge 8 bestehen in an sich bekannter Weise aus mehreren nebeneinander angeordneten Walzscheiben 11, deren Durchmesser in Pfeilrichtung ansteigt. Die zentrisch angeordneten Walzwerkzeuge 8 formen die schraubenlinienförmig umlaufenden Rippen 2 aus der Rohrwandung des Glattrohres 1', wobei das Glattrohr 1' hier durch einen Walzdom 12 unterstützt wird.
Die Rippenspitzen 2' werden mittels der Kerbscheibe 9 gekerbt, die gemäß Figur 3 in regelmäßiger Ordnung am Umfang verteilt große und kleine Zähne 13 bzw. 14 aufweist. Bei der in Figur 3 dargestellten Kerbscheibe 9 folgt auf jeweils drei gleichartige kleine Zähne 14 ein großer Zahn 13.
Abschließend erfolgt das Stauchen der gekerbten Rippenspitzen durch die Stauchrolle 10, wodurch zwei Porenklassen, nämlich die großen Poren 5 und die kleinen Poren 6,entstehen. Die großen Poren 5 werden dabei an den Stellen gebildet, an denen die großen Zähne 13 der Kerbscheibe 9 ihren Abdruck hinterlassen haben.
In Figur 3 sind zusätzlich die Breite b an der Spitze der kleinen Zähne 14, die Breite B an der Spitze der großen Zähne 13 eingetragen sowie der Flankenwinkel β angedeutet.
Bringt man die Rohraußenfläche mit einer zu verdampfenden Flüssigkeit in Kontakt (vgl. Fig. 4), dann wird durch die erfindungsgemäße Gestaltung der Kanäle 4 und der Poren 5, 6 erreicht, dass die Kanalwände 15 von einem Flüssigkeitsfilm 16 benetzt werden.
Der Phasenwechsel von flüssig nach dampfförmig geschieht dann nicht durch Blasenverdampfung, sondern durch Dünnschichtverdampfung an den Kanalwänden 15. In diesem Fall hat das Porensystem zwei verschiedene Aufgaben zu erfüllen. Die Flüssigkeit muss zunächst in die unter der äußeren Rohroberfläche liegenden Kanäle 4 hineintransportiert werden. Nach der Verdampfung muss der entstandene Dampf 17 nach außen entweichen können.
Damit der Verdampfungsvorgang aufrechterhalten werden kann, müssen die gleichen Mengen Flüssigkeit und Dampf 17 in zueinander entgegengesetzten Richtungen durch die Poren 5,6 transportiert werden. Andernfalls werden die Kanäle 4 entweder mit Flüssigkeit überflutet oder sie trocknen aus. In beiden Fällen wird der Verdampfungsvorgang stark beeinträchtigt oder kommt in den Kanälen 4 zum Erliegen.
Um den erzeugten Dampf 17 aus den Kanälen 4 transportieren zu können, muß in den Kanälen 4 ein höherer Druck herrschen als im Außenraum. Dieser Überdruck wird entsprechend der Dampfdruckkurve des zu verdampfenden Mediums durch die Übertemperatur der Rohrwand eingestellt.
Üblicherweise werden Flüssigkeiten verwendet, die den Rohrwerkstoff gut benetzen. Eine derartige Flüssigkeit kann aufgrund des Kapillareffekts durch die Poren 5, 6 in der äußeren Rohroberfläche gegen einen Überdruck in die Kanäle 4 eindringen. In jeder Pore 5, 6 bildet sich ein Flüssigkeitsmeniskus, an dessen gekrümmter Oberfläche aufgrund der Oberflächenspannung eine Diskontinuität des Drucks entsteht. Dieser Druckunterschied wird Kapillardruck pk genannt und ist für kugelförmig gekrümmte Flüssikeitsoberflächen durch folgenden Zusammenhang bestimmt: pk = 2·σ r
In dieser Gleichung bedeuten σ die Oberflächenspannung und r den Krümmungsradius der Meniskusoberfläche. Der Krümmungsradius r hängt vom Kontaktwinkel Θ und der Porenform ab. Für Poren 5, 6 mit kreisförmigem Querschnitt und Porenradius Rp gilt: p k = 2·σ·cosΘ Rp
Für Poren 5, 6 mit nicht kreisförmigem Querschnitt lassen sich ähnliche Zusammenhänge ableiten. Man erkennt, daß sich der größte Kapillardruck an den Poren 6 mit kleinstem Radius einstellen kann. Die Flüssigkeit dringt also durch die kleinen Poren 6 in den Kanal 4 ein, bildet an den Kanalwänden 15 einen dünnen Film 16 und verdampft unter Wärmezufuhr. Der Dampf 17 entweicht durch die größeren Poren 5, da an diesen der Kapillardruck geringer ist. Es bildet sich also eine von den kleinen Poren 6 hin zu den großen Poren 5 gerichtete Strömung aus. Dies ist in Figur 4 schematisch dargestellt.
Damit ausreichend Flüssigkeit in die Kanäle 4 hineintransportiert werden kann, muss eine ausreichende Menge an möglichst kleinen Poren 6 zur Verfügung gestellt werden. Gleichzeitig müssen die großen Poren 5 so dimensioniert werden, daß der Dampf 17 ausreichend schnell entweichen kann und die Kanäle 4 nicht austrocknen. Die Größe und Häufigkeit der Dampfporen 5 im Verhältnis zu den kleineren Flüssigkeitsporen 6 sind deshalb äußerst kritische Größen.
Es kann sich als zweckmäßig erweisen, mehr als zwei Größenklassen von Poren zu verwenden. Hierbei dringt die Flüssigkeit immer durch die Poren der kleinsten Klasse in den Kanal ein, während der Dampf durch die größeren entweicht.
Zahlenbeispiel:
Der Einfluss der Gestaltung des Porensystems auf die Leistungsfähigkeit des Rohres 1, ausgedrückt durch den Wärmeübergangskoeffizienten auf der Rohraußenseite in Abhängigkeit der Heizflächenbelastung, soll anhand von drei unterschiedlich gestalteten Porensystemen aufgezeigt werden.
Die schraubenartig umlaufenden Kanäle 4 weisen eine Teilung von 0,5 mm und eine Höhe von insges. 0,75 mm auf. Der Außendurchmesser des Rohres 1 beträgt ca.19 mm.
Die geometrischen Daten der verwendeten Kerbscheiben 9 sind in Tabelle 1 zusammengefasst; eine schematische Darstellung einer solchen Kerbscheibe 9 zeigt Figur 3. Je größer die Breite B an der Spitze der großen Zähne 13 ist, desto größer die ist die Porenfläche der großen Poren 5.
Nr. Kerbteilung t Flankenwinkel β Breite b Breite B Häufigkeits- verhältnis m
1 0,50 mm 25° 0,20 - -
2 0,50 mm 25° 0,20 0,40 8:1
3 0,50 mm 25° 0,20 0,60 8:1
Die Wirkung auf den äußeren Wärmeübergangskoeffizienten in Abhängigkeit der Heizflächenbelastung ist exemplarisch für das Kältemittel R-22 bei 14,4 °C Sättigungstemperatur in Figur 6 dargestellt.
Im Vergleich zu einer Kerbscheibe 9 mit gleichbleibender Zahnbreite (siehe Nr. 1), d.h. Poren mit gleicher Größe, erhält man bei Kerbscheibe Nr. 2 eine Verbesserung des Wärmeübergangs um ca. 30 %.
In Figur 5 ist die an dem erfindungsgemäßen Rohrmuster ermittelte Häufigkeitsverteilung der Porengröße dargestellt. Die Klasse der kleinen Poren 6 gruppiert sich um das Maximum bei einer Porenfläche von ca. Ak = 30000 µm2, die Klasse der großen Poren 5 gruppiert sich um das Maximum bei einer Porenfläche von ca. Ag = 75000 µm2.
Vergrößert man die Dampfporen 5 weiter, wie bei Kerbscheibe Nr. 3, so erhält man gegenüber den gleichmäßigen Poren einen um 25 bis 45 % verringerten Wärmeübergangskoeffizienten auf der Rohraußenseite. In diesem Fall sind die Dampfporen 5 zu groß, die Kanäle 4 werden mit Flüssigkeit geflutet und die Dünnfilmverdampfung bricht zusammen.
Es zeigt sich, dass die Abmessungen der Poren 5, 6 sowie die Häufigkeit der größeren Dampfporen 5 entscheidenden Einfluss auf die Funktion und damit die Leistungsfähigkeit der Struktur haben.
Die vorliegenden Beobachtungen ergeben, dass weniger die Kanalgröße, sondern vielmehr die Porengröße für die Funktion und damit den Wärmeübergang maßgebend sind. Durch die fehlende Aufweitung der Kanäle (vgl. JP-OS 63-172.892, dortige Figur 5 und 7) werden jeweils benachbarte Kanäle nicht in negativer Weise beeinflusst.
Die US-PS 4.729.155 bezieht sich auf nebeneinander liegende Kanäle, die durch kleinere Queröffnungen miteinander verbunden sind. Die vorliegende Erfindung bezieht sich jedoch auf abgeschlossene Kanäle, in denen eine gerichtete Strömung vorliegt, wie oben beschrieben. Querverbindungen zwischen den Kanälen führen zu einer Störung der gerichteten Strömung und sind daher für dieses Konzept nicht brauchbar.

Claims (12)

  1. Metallisches Wärmeaustauschrohr, insbes. zur Verdampfung von Flüssigkeiten aus Reinstoffen oder Gemischen auf der Rohraußenseite, mit auf der Rohraußenseite ring- oder schraubenlinienförmig umlaufenden, integralen Rippen (2), die unter Ausbildung im wesentlichen abgeschlossener Kanäle (4) verformt sind,
    wobei die Kanäle (4) mit im wesentlichen gleichförmigem Querschnitt umlaufen und nach außen abwechselnd durch Poren (5, 6) mit mindestens zwei unterschiedlichen Größen geöffnet sind,
    gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
    a) das reziproke Verhältnis der mittleren Größe Ak der Poren (6) der kleinsten Porenklasse zur mittleren Größe Ag der Poren (5) der nächstgrößeren Porenklasse beträgt: Ag/Ak = 1,5 bis 4;
    b) das Häufigkeitsverhältnis m = Anzahl Nk der Poren (6) der kleinsten Porenklasse zur Anzahl Ng der Poren (5) der nächstgrößeren Porenklasse beträgt: m = Nk Ng = 12:1 bis 1:5.
  2. Wärmeaustauschrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Ag/Ak = 2 bis 3 und m = Nk Ng = 9:1 bis 1:3 betragen.
  3. Wärmeaustauschrohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es zwei Porenklassen aufweist.
  4. Wärmeaustauschrohr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der gesamten Öffnungsfläche Fk aller kleinen Poren (6) zur gesamten Öffnungsfläche Fg aller großen Poren (5) auf die Eigenschaften des verwendeten Mediums abgestimmt ist durch: Fk Fg ∼ ρ D ρ Fl ;    mit
    Figure 00160001
       und ρD = Dichte des Dampfes und ρFI = Dichte der Flüssigkeit.
  5. Verfahren zur Herstellung eines Wärmeaustauschrohres mit auf der Außenseite schraubenlinienförmig umlaufenden, integralen Rippen (2) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, bei dem folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden:
    a) Auf der äußeren Oberfläche eines Glattrohres (1') werden schraubenlinienförmig verlaufende Rippen (2) herausgewalzt, indem das Rippenmaterial durch Verdrängen von Material aus der Rohrwandung nach außen mittels eines Walzvorgangs gewonnen wird und das entstehende Rippenrohr (1) durch die Walzkräfte in Drehung versetzt und/oder entsprechend den entstehenden Rippen (2) vorgeschoben wird, wobei die Rippen (2) mit ansteigender Höhe aus dem sonst unverformten Glattrohr (1') ausgeformt werden,
    b) das Glattrohr (1') wird durch einen darinliegenden Walzdom (12) abgestützt,
    c) nach dem Herausformen der Rippen (2) werden die Rippenspitzen (2') durch eine Kerbscheibe (9) gekerbt,
    gekennzeichnet durch:
    c') die Kerbung wird durch am Umfang der Kerbscheibe (9) angeordnete große und kleine Zähne (13, 14) bewirkt,
    d) die gekerbten Rippenspitzen (2') werden durch radialen Druck bis auf das Niveau der Kerbung gestaucht.
  6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5 mit folgenden Merkmalen:
    a) Am Umfang des Rippenrohres (1) sind mindestens zwei gegeneinander versetzt und in einem ortsfesten Walzkopf angeordnete, radial zustellbare Werkzeughalter (7) vorgesehen,
    b) die Werkzeughalter (7) weisen jeweils ein aus mehreren Walzscheiben (11) bestehendes, angetriebenes Walzwerkzeug (8) mit schräg zur Rohrachse liegender Achse auf,
    c) wobei die Walzscheiben (11) einen zunehmenden Durchmesser aufweisen,
    d) in mindestens einem Werkzeughalter (7) ist dem Walzwerkzeug (8) eine Kerbscheibe (9) nachgeschaltet,
    gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
    d') die Kerbscheibe (9) weist am Umfang in regelmäßiger Anordnung große und kleine Zähne (13, 14) auf, wobei jeweils auf eine bestimmte Anzahl kleiner Zähne (14) ein großer Zahn (13) oder mehrere große Zähne (13) folgen und wobei das Verhältnis der Anzahl kleiner Zähne (14) zur Anzahl großer Zähne (13) m = 12:1 bis 1:5 beträgt,
    e) auf die Kerbscheibe (9) folgt eine Stauchrolle (10).
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis m = 9:1 bis 1:3 beträgt.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerbscheibe (9) 8 bis 25 Zähne (13, 14) pro cm Umfang aufweist.
  9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei trapezförmiger Ausbildung der Zähne (13, 14) das Verhältnis der Breite B der Spitze eines großen Zahns (13) zur Breite b der Spitze eines kleinen Zahns (14) B/b = 1,2 bis 4 beträgt.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis B/b = 1,5 bis 3 beträgt.
  11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerbscheibe (9) gerade verzahnt ist.
  12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerbscheibe (9) schräg verzahnt ist.
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7073572B2 (en) * 2003-06-18 2006-07-11 Zahid Hussain Ayub Flooded evaporator with various kinds of tubes
WO2005028979A2 (en) * 2003-09-18 2005-03-31 Rochester Institute Of Technology Methods for stabilizing flow in channels and systems thereof
MX2007015046A (es) * 2005-06-07 2008-01-18 Wolverine Tube Inc Superficie de trasferencia de calor para el enfriamiento de componentes electronicos.
US20080101022A1 (en) * 2006-10-26 2008-05-01 Honeywell International Inc. Micro-fluidic cooling apparatus with phase change
CN100498187C (zh) * 2007-01-15 2009-06-10 高克联管件(上海)有限公司 一种蒸发冷凝兼备型传热管
US20080236803A1 (en) * 2007-03-27 2008-10-02 Wolverine Tube, Inc. Finned tube with indentations
CN101338987B (zh) * 2007-07-06 2011-05-04 高克联管件(上海)有限公司 一种冷凝用传热管
DE102008013929B3 (de) * 2008-03-12 2009-04-09 Wieland-Werke Ag Verdampferrohr mit optimierten Hinterschneidungen am Nutengrund
US9844807B2 (en) * 2008-04-16 2017-12-19 Wieland-Werke Ag Tube with fins having wings
US9038710B2 (en) * 2008-04-18 2015-05-26 Wieland-Werke Ag Finned tube for evaporation and condensation
US20110300050A1 (en) * 2010-06-08 2011-12-08 Memc Electronic Materials, Inc. Trichlorosilane Vaporization System
US11073340B2 (en) * 2010-10-25 2021-07-27 Rochester Institute Of Technology Passive two phase heat transfer systems
DE102011121733A1 (de) * 2011-12-21 2013-06-27 Wieland-Werke Ag Verdampferrohr mit optimierter Außenstruktur
JP2014072265A (ja) * 2012-09-28 2014-04-21 Hitachi Ltd 冷却システム、及びそれを用いた電子装置
DE102014002829A1 (de) * 2014-02-27 2015-08-27 Wieland-Werke Ag Metallisches Wärmeaustauscherrohr
WO2016053325A1 (en) * 2014-10-01 2016-04-07 Georgia Tech Research Corporation Evaporation cooling devices and systems and methods of removing heat from hot spots
JP1541385S (de) * 2015-05-21 2016-01-12
EP3104418B8 (de) * 2015-06-08 2018-04-04 Meyer Burger (Germany) GmbH Verfahren und vorrichtung zum texturieren einer siliziumoberfläche
US9945618B1 (en) * 2017-01-04 2018-04-17 Wieland Copper Products, Llc Heat transfer surface
KR101832432B1 (ko) * 2017-03-31 2018-02-26 한국과학기술원 인공 캐비티를 갖는 판형상의 진동형 히트 스프레더
JP7444715B2 (ja) * 2020-06-30 2024-03-06 古河電気工業株式会社 伝熱部材および伝熱部材を有する冷却デバイス

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1865575A (en) 1928-11-30 1932-07-05 Wolverine Tube Company Apparatus for manufacturing integral finned tubing
US3327512A (en) 1964-12-28 1967-06-27 Calumet & Hecla Fine pitch finned tubing and method of producing the same
US3696861A (en) 1970-05-18 1972-10-10 Trane Co Heat transfer surface having a high boiling heat transfer coefficient
JPS5416766A (en) 1977-07-08 1979-02-07 Hitachi Ltd Boiling heat transfer wall
DE2758526A1 (de) 1977-12-28 1979-07-05 Wieland Werke Ag Rippenrohr sowie verfahren und vorrichtung zu dessen herstellung
US4216826A (en) 1977-02-25 1980-08-12 Furukawa Metals Co., Ltd. Heat transfer tube for use in boiling type heat exchangers and method of producing the same
US4577381A (en) 1983-04-01 1986-03-25 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Boiling heat transfer pipes
US4660630A (en) 1985-06-12 1987-04-28 Wolverine Tube, Inc. Heat transfer tube having internal ridges, and method of making same
JPS63172892A (ja) 1987-01-12 1988-07-16 Sumitomo Light Metal Ind Ltd 蒸発用伝熱管およびその製造方法
US5054548A (en) 1990-10-24 1991-10-08 Carrier Corporation High performance heat transfer surface for high pressure refrigerants
EP0713072A2 (de) 1994-11-17 1996-05-22 Carrier Corporation Wärmetaustauschrohr
US5597039A (en) 1994-03-23 1997-01-28 High Performance Tube, Inc. Evaporator tube

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5325379B2 (de) * 1974-10-21 1978-07-26
JPS5237260A (en) * 1975-09-19 1977-03-23 Hitachi Cable Ltd Boiling heat-conducting wall
JPS53105751A (en) * 1977-02-25 1978-09-14 Furukawa Metals Co Heat transfer tube for boiling type heat exchanger and method of fabricating the same
US4313248A (en) * 1977-02-25 1982-02-02 Fukurawa Metals Co., Ltd. Method of producing heat transfer tube for use in boiling type heat exchangers
US4179911A (en) * 1977-08-09 1979-12-25 Wieland-Werke Aktiengesellschaft Y and T-finned tubes and methods and apparatus for their making
JPS5835394A (ja) * 1981-08-28 1983-03-02 Hitachi Ltd 熱交換壁およびその製作法
JPS5942486U (ja) * 1982-09-08 1984-03-19 株式会社神戸製鋼所 沸騰型熱交換器用伝熱管
JPS5984095A (ja) * 1982-11-04 1984-05-15 Hitachi Ltd 熱交換壁
US4653163A (en) * 1984-09-14 1987-03-31 Hitachi, Ltd. Method for producing a heat transfer wall for vaporizing liquids
JPS61208496A (ja) * 1985-03-12 1986-09-16 Hitachi Cable Ltd 蒸発伝熱壁
US5203404A (en) * 1992-03-02 1993-04-20 Carrier Corporation Heat exchanger tube
DE4404357C2 (de) * 1994-02-11 1998-05-20 Wieland Werke Ag Wärmeaustauschrohr zum Kondensieren von Dampf
DE4420756C1 (de) * 1994-06-15 1995-11-30 Wieland Werke Ag Mehrgängiges Rippenrohr und Verfahren zu dessen Herstellung

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1865575A (en) 1928-11-30 1932-07-05 Wolverine Tube Company Apparatus for manufacturing integral finned tubing
US3327512A (en) 1964-12-28 1967-06-27 Calumet & Hecla Fine pitch finned tubing and method of producing the same
US3696861A (en) 1970-05-18 1972-10-10 Trane Co Heat transfer surface having a high boiling heat transfer coefficient
US4216826A (en) 1977-02-25 1980-08-12 Furukawa Metals Co., Ltd. Heat transfer tube for use in boiling type heat exchangers and method of producing the same
JPS5416766A (en) 1977-07-08 1979-02-07 Hitachi Ltd Boiling heat transfer wall
DE2758526A1 (de) 1977-12-28 1979-07-05 Wieland Werke Ag Rippenrohr sowie verfahren und vorrichtung zu dessen herstellung
US4577381A (en) 1983-04-01 1986-03-25 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Boiling heat transfer pipes
US4660630A (en) 1985-06-12 1987-04-28 Wolverine Tube, Inc. Heat transfer tube having internal ridges, and method of making same
JPS63172892A (ja) 1987-01-12 1988-07-16 Sumitomo Light Metal Ind Ltd 蒸発用伝熱管およびその製造方法
US5054548A (en) 1990-10-24 1991-10-08 Carrier Corporation High performance heat transfer surface for high pressure refrigerants
US5597039A (en) 1994-03-23 1997-01-28 High Performance Tube, Inc. Evaporator tube
US5896660A (en) 1994-03-23 1999-04-27 High Performance Tube, Inc. Method of manufacturing an evaporator tube
EP0713072A2 (de) 1994-11-17 1996-05-22 Carrier Corporation Wärmetaustauschrohr

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DE10024682A1 (de) 2001-11-29
EP1156294A3 (de) 2002-05-22
US6457516B2 (en) 2002-10-01

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